CN105005006A - 一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试装置，包括：工控机、转换器、可编程程控电源、待测车载电子模块和示波器；所述工控机通过面向仪器***扩展总线与所述转换器一端相连，所述转换器的另一端通过通用接口总线与所述可编程程控电源相连；所述可编程程控电源第一输出端与待测车载电子模块的电源端相连，第二输出端与待测车载电子模块的ACC电源端相连；所述示波器的第一通道连接至汽车蓄电池端，第二通道连接至汽车ACC电源端。该装置可以对车载电子模块的汽车蓄电池端与ACC端的电源的特性曲线进行同时测试，可以较早测试出车载电子模块的设计缺陷，以减少后续变更和维修成本。

Description

一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试的装置及方法

技术领域

本发明涉及测试领域，具体涉及一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试的装置及方法。

背景技术

汽车上各电子模块的电源供给通常通过点火开关来实现，点火开关的档位分为OFF档位、ACC档位、ON档位以及START档位。点火的瞬间过程即点火开关从OFF档位拨至START档位的瞬间过程。

汽车组合仪表以及音响主机等电子模块部件，往往采取由蓄电池进行电源供给，ACC电进行信号输入检测及状态检测。ACC电、ON电都是同样取自一个蓄电池电源，由于发动机工作的特性，在启动的瞬间，蓄电池端电压会瞬间拉低，且蓄电池端的电压会窜入发电机工作时所产生的交流电等不稳定的电压。蓄电池的电压在这一瞬间往往可能超出9V～16V这一车载电子模块部件的工作电压要求。由于ACC电、ON电同样取自蓄电池电源，因此蓄电池电压即B+端的电压变化时，ACC电和ON电同样也会发生变化，但与B+端电压并不完全一致，通常ACC端电压在同一时刻，较B+端电压而言，会有几mV至几V的波动。这种波动，对于车载电子部件，如汽车音响，则会造成触控屏失效、音响主机死机、休眠无法唤醒等故障现象，因此急需解决如何在这一工况下对车载电子模块部件的测试及验证的难题。

如公布号为CN102724622A的中国专利申请，提供了一种采用单片机实时采集汽车在点火过程中的汽车蓄电池端电压值，并通过PC机输出至待测的汽车音响，来模拟汽车启动过程的蓄电池端电压并进行测试的方案。该方案仅采集汽车蓄电池在点火过程中产生的连续尖锐脉冲信号，并未采集用于进行输入检测和状态监测的ACC端电压信号，导致该方案不能最大化的模拟实际工况，进而导致产品的某些逻辑缺陷不能在设计阶段被验证出来。另外，针对汽车起动瞬间的电源电压变化的采集设备不够便利，需使用公布号CN102724622A的中国专利申请提供的特定设备，若汽车处在极寒(环境如黑河)、或极热(环境如新疆)的工况下，现场的工作人员不能够利用常用的示波器等设备，对实况的蓄电池电源电压变化波形进行采集，增加了测试成本。

发明内容

本发明提供一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试的装置及方法，该装置及方法可以对车载电子模块的汽车蓄电池端与ACC端的电源的特性曲线进行同时测试，可以较早测试出车载电子模块的设计缺陷，以减少后续变更和维修成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试装置，包括：工控机、转换器、可编程程控电源、待测车载电子模块和示波器；所述工控机通过面向仪器***扩展总线与所述转换器一端相连，所述转换器的另一端通过通用接口总线与所述可编程程控电源相连；所述可编程程控电源第一输出端与待测车载电子模块的电源端相连，第二输出端与待测车载电子模块的ACC电源端相连；所述示波器的第一通道连接至汽车蓄电池端，第二通道连接至汽车ACC电源端。

优选地，所述待测车载电子模块包括：汽车音响主机、汽车组合仪表、汽车车身控制器。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试方法，包括：

步骤S1：利用示波器采集汽车蓄电池端和汽车ACC电源端的电压波形并保存；

步骤S2：读取示波器所采集的电压波形并进行波形数据格式转换，分别将汽车蓄电池端和汽车ACC电源端的波形数组数据存储到第一数组和第二数组；

步骤S3：进行波形优化，获取第三数组波形数据和第四数组波形数据；

步骤S4：利用可编程程控电源对待测车载电子模块同时加载第三数组和第四数组中的电压波形数据；

步骤S5：对待测车载电子模块进行检测，如果正常，则通过测试；如果异常，则记录此时的电压值并反馈给设计人员。

优选地，所述利用示波器采集汽车蓄电池端和汽车ACC电源端的电压波形并保存，包括如下步骤：

S11：连接示波器第一通道与汽车蓄电池端；

S12：连接示波器第二通道与汽车ACC电源端；

S13：操作点火开关并启动汽车，同时截取此时汽车蓄电池端与ACC端的电压波形；

S14：将所述波形以特定格式保存。

进一步，所述特定格式包括“.csv”格式。

优选地，所述波形数据格式转换包括将特定格式的字符串格式波形数据转换成数组格式数据。

优选地，所述进行波形优化包括如下步骤：

步骤S31：分别获取第一数组和第二数组的长度，设置该长度为L1、L2；

步骤S32：对第一数组和第二数组进行逐行扫描，并计算第一数组和第二数组中第n(n＝1，2，....,L1)行第二列电压数值与第n+1(n＝2,3，....,L1)行第二列电压数值的第一电压差和第二电压差，如果所述第一电压差≥0.05或所述第一电压差≤-0.05和所述第二电压差≥0.05或所述第二电压差≤-0.05，则分别保存第一数组和第二数组中第n(n＝1,2，....,L1)行第一列时间值及第二列电压值到第三数组和第四数组中；如果-0.05<所述第一电压差<0.05和-0.05<所述第二电压差<0.05，则删除第一数组和第二数组中第n(n＝1,2，....,L1)行第一列时间值和第二列电压值；

步骤S33：重新获取第三数组的长度L3和第四数组的长度L4。

本发明的有益效果：

本发明提供一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试的装置及方法，不但可以通过示波器即可完成对各种工况下的特性曲线数据的采集，并且可以对车载电子模块的汽车蓄电池端与ACC端的电源的特性曲线进行同时测试，能够最大化的完善模拟测试数据，可以较早测试出车载电子模块的设计缺陷，以减少后续变更和维修成本。

附图说明

图1为本发明汽车启动瞬间电源特性模拟测试装置。

图2为点火开关的滑片连接图。

图3为本发明汽车启动瞬间电源特性模拟测试流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1所示，为本发明汽车启动瞬间电源特性模拟测试装置。本发明提供一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试装置，包括：工控机、转换器、可编程程控电源、待测车载电子模块和示波器；所述工控机通过面向仪器***扩展总线与所述转换器一端相连，所述转换器的另一端通过通用接口总线与所述可编程程控电源相连；所述可编程程控电源第一输出端与待测车载电子模块的电源端相连，第二输出端与待测车载电子模块的ACC电源端相连；所述示波器的第一通道连接至汽车蓄电池端，第二通道连接至汽车ACC电源端。

所述的工控机采用NI公司的PXI主机，其中，PXI主控制器采用NI公司的PXI-8110；所述的可编程程控电源采用TOELLNER公司生产的TOE8952，可同时进行两路电源的输出；所述的转换器采用Agilent公司的USB/GPIB转换模块，所述的转换器将所述工控机与所述可编程程控电源相连，以实现PXI总线与GPIB总线的转换；所述的被测电子模块包括汽车音响主机、汽车组合仪表、汽车车身控制器等车载电子模块部件。

如图2所示，为点火开关的滑片连接图。根据汽车点火开关的电源分配，整车电源分为B+、ACC、ON与ST电，其中：

1)B+即蓄电池端常电源，车载电器通常将其用作记忆电源；

2)ACC电源为车辆附件提供电源，一般为控制电源，通常用作信号检测；

3)ON电源分为IG1电和IG2电，是保证整车电器运转的核心电源。模块类电器件都由IG1电供电；IG2电一般用作信号检测用，判断点火状态；

4)ST电源仅用于启动电路。

从图2可以看到：当钥匙处于OFF档位时，点火开关各档位与蓄电池端常电源B+之间没有滑片连接，因此点火锁各档位均无电源输出；当钥匙处于ACC档位时，ACC与B+之间通过滑片连接，即点火锁ACC端此时有电源输出；当钥匙处于ON档时，此时，常电源B+、ACC，与IG1通过滑片连接，IG2与B+通过滑片连接，即此时，点火开关各档位都有电源输出；当钥匙处于ST档时，B+与IG1通过滑片相连，B+与ST通过滑片相连，也就是说，在Start点火的瞬间，点火开关的B+、IG1以及ST是有电源输出的，ACC及IG2此时的电源断开。

如图3所示，为本发明汽车启动瞬间电源特性模拟测试流程图。本发明提供了一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试方法，包括：

步骤S1：利用示波器采集汽车蓄电池端和汽车ACC电源端的电压波形并保存；

其中，所述步骤S1，还包括如下步骤：

S11：连接示波器第一通道与汽车蓄电池端；

S12：连接示波器第二通道与汽车ACC电源端；

S13：操作点火开关并启动汽车，同时截取此时汽车蓄电池端与ACC端的电压波形；

S14：将所述波形以“.csv”的格式保存。

步骤S2：利用LabVIEW软件读取示波器所采集的电压波形并进行波形数据格式转换，分别将汽车蓄电池端和汽车ACC电源端的波形数组数据存储到第一数组和第二数组；

步骤S3：利用LabVIEW软件进行波形优化，获取第三数组波形数据和第四数组波形数据；

所述步骤S3还包括如下步骤:

步骤S31：分别获取第一数组和第二数组的长度，设置该长度为L1、L2；

步骤S32：对第一数组和第二数组进行逐行扫描，并计算第一数组和第二数组中第n(n＝1，2，....,L1)行第二列电压数值与第n+1(n＝2,3，....,L1)行第二列电压数值的第一电压差和第二电压差，如果所述第一电压差≥0.05或所述第一电压差≤-0.05和所述第二电压差≥0.05或所述第二电压差≤-0.05，则分别保存第一数组和第二数组中第n(n＝1,2，....,L1)行第一列时间值及第二列电压值到第三数组和第四数组中；如果-0.05<所述第一电压差<0.05和-0.05<所述第二电压差<0.05，则删除第一数组和第二数组中第n(n＝1,2，....,L1)行第一列时间值和第二列电压值；

步骤S33：重新获取第三数组的长度L3和第四数组的长度L4。

步骤S4：利用LabVIEW软件中visa子VI，获取可编程程控电源的GPIB地址，建立起工控机与可编程程控电源之间的联系，再利用可编程程控电源对待测车载电子模块同时加载第三数组和第四数组中的电压波形数据；

步骤S5：对待测车载电子模块进行检测，如果正常，则通过测试；如果异常，则记录此时的电压值并反馈给设计人员。

本发明提供一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试的装置及方法，其有益效果在于：

本发明提供的汽车启动瞬间电源特性模拟测试的装置及方法，不但可以通过示波器即可完成对各种工况下的特性曲线数据的采集，并且可以对车载电子模块的汽车蓄电池端与ACC端的电源的特性曲线进行同时测试，能够最大化的完善模拟测试数据，可以较早测试出车载电子模块的设计缺陷，以减少后续变更和维修成本。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试装置，其特征在于，包括：工控机、转换器、可编程程控电源、待测车载电子模块和示波器；所述工控机通过面向仪器***扩展总线与所述转换器一端相连，所述转换器的另一端通过通用接口总线与所述可编程程控电源相连；所述可编程程控电源第一输出端与待测车载电子模块的电源端相连，第二输出端与待测车载电子模块的ACC电源端相连；所述示波器的第一通道连接至汽车蓄电池端，第二通道连接至汽车ACC电源端。

2.根据权利要求1所述的汽车启动瞬间电源特性模拟测试装置，其特征在于，所述待测车载电子模块包括：汽车音响主机、汽车组合仪表、汽车车身控制器。

3.一种汽车启动瞬间电源特性模拟测试方法，其特征在于，包括：

步骤S1：利用示波器采集汽车蓄电池端和汽车ACC电源端的电压波形并保存；

步骤S2：读取示波器所采集的电压波形并进行波形数据格式转换，分别将汽车蓄电池端和汽车ACC电源端的波形数组数据存储到第一数组和第二数组；

步骤S3：进行波形优化，获取第三数组波形数据和第四数组波形数据；

步骤S4：利用可编程程控电源对待测车载电子模块同时加载第三数组和第四数组中的电压波形数据；

步骤S5：对待测车载电子模块进行检测，如果正常，则通过测试；如果异常，则记录此时的电压值并反馈给设计人员。

4.根据权利要求3所述的汽车启动瞬间电源特性模拟测试方法，其特征在于，所述利用示波器采集汽车蓄电池端和汽车ACC电源端的电压波形并保存，包括如下步骤：

S11：连接示波器第一通道与汽车蓄电池端；

S12：连接示波器第二通道与汽车ACC电源端；

S13：操作点火开关并启动汽车，同时截取此时汽车蓄电池端与ACC端的电压波形；

S14：将所述波形以特定格式保存。

5.根据权利要求4所述的汽车启动瞬间电源特性模拟测试方法，其特征在于，所述特定格式包括“.csv”格式。

6.根据权利要求3所述的汽车启动瞬间电源特性模拟测试方法，其特征在于，所述波形数据格式转换包括将特定格式的字符串格式波形数据转换成数组格式数据。

7.根据权利要求4所述的汽车启动瞬间电源特性模拟测试方法，其特征在于，所述进行波形优化包括如下步骤：

步骤S31：分别获取第一数组和第二数组的长度，设置该长度为L1、L2；

步骤S32：对第一数组和第二数组进行逐行扫描，并计算第一数组和第二数组中第n(n＝1，2，....,L1)行第二列电压数值与第n+1(n＝2,3，....,L1)行第二列电压数值的第一电压差和第二电压差，如果所述第一电压差≥0.05或所述第一电压差≤-0.05和所述第二电压差≥0.05或所述第二电压差≤-0.05，则分别保存第一数组和第二数组中第n(n＝1,2，....,L1)行第一列时间值及第二列电压值到第三数组和第四数组中；如果-0.05<所述第一电压差<0.05和-0.05<所述第二电压差<0.05，则删除第一数组和第二数组中第n(n＝1,2，....,L1)行第一列时间值和第二列电压值；

步骤S33：重新获取第三数组的长度L3和第四数组的长度L4。